低串扰平顶型刻蚀衍射光栅解复用器的设计

介绍了一种低串扰、频谱响应平坦化的刻蚀衍射光栅 (EDG)解复用器的机理与设计方法 ,设计带有预整形输入的优化的多模干涉 (MMI)结构 .该设计采用了广角束传播方法 (BPM)、基耳霍夫衍射理论以及模式传输理论等方法 .给出一个优化的预整形渐变波导结构 ,以获得更陡的输出场边缘 ,使用 MMI结构 ,获得了平坦的频谱响应 ,设计结构还获得了相对较低的色散值 .

刻蚀衍射光栅像差特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅 (EDG)的像差特性提出了一种简单方便的计算方法 ,分析了像差对刻蚀衍射光栅频谱响应的影响 .理论推导了基于基尔霍夫衍射、角谱衍射以及快速傅里叶变换等方法 .最终证明彗差会造成谱形失称 ,明显降低耦合效率 ;而球差则会明显地增加串扰 .并指出当像差存在时通过输出端加ta per结构 ,并不能显著改善器件的串扰特性 .

刻蚀衍射光栅色散特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅 (EDG)的色散特性提出了一种完整的计算方案 ,分析了器件强度响应和相位响应之间的内在关系 .同时通过模拟计算提出并验证了平坦化的同时加剧了色散 ,以及适当改善频谱响应带通纹波大小可以在一定程度上降低器件的色散 .最终指出了使用渐变的抛物线结构多模干涉更有利于得到综合性能最优的平坦频谱 .

刻蚀衍射光栅解复用器的偏振色散分析

介绍了一种将矩量法应用于刻蚀衍射光栅解复用器设计分析的偏振敏感型方法 .通过数值分析 ,证明提供的方法在分析器件色散响应方面比传统的标量方法更加接近实测结果 .分析了器件的偏振独立损耗和偏振色散差随入射角和衍射级的变化关系 ,指出器件结构参数的确定应以满足偏振色散差的实际需要为主 。

基于光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅设计与制备

刻蚀衍射光栅作为波分复用/解复用器件,有望在光通信系统中得到广泛应用。在基于顶层硅厚度为220 nm的绝缘体上硅材料上设计并制作了一种新型刻蚀衍射光栅,该刻蚀衍射光栅引入六角晶格空气孔型光子晶体作为其反射镜。模拟结果显示,相较于传统的阶梯光栅反射镜的刻蚀衍射光栅,光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅在理论上可有效降低器件的制作工艺难度以及插入损耗,同时可以实现器件偏振的保持。随后仅利用一步电子束光刻工艺及一步电感耦合等离子体刻蚀工艺制作了该光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅。测试结果表明:该光子晶体反射镜的刻蚀衍射光栅片上损耗为9.51~11.86 dB,串扰为5.87~8.72 dB,后续可通过优化工艺条件和优化输出波导布局,进一步提高器件的性能。

硅基片上刻蚀衍射光栅及其平坦化设计

刻蚀衍射光栅(EDG)作为实现波分复用功能的关键器件,对于片上光互连的实现至关重要。为了实现1310nm波段通道间隔为20nm的硅基EDG,采用了基尔霍夫标量衍射理论仿真方法进行理论设计和仿真验证,通过在闪耀光栅反射面引入布喇格反射光栅来提高反射效率、降低器件插入损耗,并在入射波导处引入多模干涉耦合器以实现通道频谱平坦化设计。结果表明,闪耀光栅反射面的反射效率由35%提高到了85%,1d B带宽达到12nm。这对于提高系统稳定性、增大传输距离和容量、降低系统成本具有显著作用,能够满足光互连系统的实际应用需求。

刻蚀波导粗糙面散射的矩量法数值分析

用矩量法对刻蚀波导粗糙面的散射特性做出了精确的数值分析 基于MonteCarlo方法建立高斯粗糙面数学模型 ,证明矩量法在分析刻蚀波导散射问题时 ,是可以应用于不同起伏高度、不同入射角的一种精确而高效的数值方法 对不同起伏高度的两种偏振态 ,分别在小角度入射和大角度入射两种情况的随机散射特性应用矩量法做出了分析 并以基于二氧化硅波导的EDG器件为例 。

硅光子中波分复用技术研究

介绍了硅光子互连中4种波分复用器及相关单片集成发射接收芯片,其中硅纳米线阵列波导光栅及刻蚀衍射光栅波分复用器单个芯片就可以成倍扩展通道数,非常适合大通道数密集波分复用,马赫-曾德尔结构及微环谐振型波分复用器芯片通道数增大时需要多个单元级联,波长准确性及间隔不易控制,比较适合通道数少的芯片应用。同时,给出了自主设计和制备的硅纳米线阵列波导光栅和刻蚀衍射光栅,通过采用阵列波导展宽方法,有效抑制了阵列波导的串扰,实现串扰小于-15 d B;通过在刻蚀衍射光栅反射面引入二维光子晶体反射镜,降低了刻蚀衍射光栅的反射损耗,损耗比普通刻蚀衍射光栅减小了3 d B。